Question

（1）如圖所示，組成一種原電池．試回答下列問(wèn)題（燈泡功率合適）：
①電解質(zhì)溶液為稀H₂SO₄時(shí)上述裝置中燈泡亮，此時(shí)Al電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：

 

；
②電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，燈泡

 

（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a題，填“不亮”做b題）．
a．若燈泡亮，則Al電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：

 

；
b．若燈泡不亮，其理由為：

 

．
（2）原電池原理的應(yīng)用之一是可以設(shè)計(jì)原電池．請(qǐng)利用反應(yīng)“Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺”設(shè)制一個(gè)原電池（正極材料用碳棒）則該電池的負(fù)極材料是

 

，正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式

 

；若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1.5mol，則溶解銅的質(zhì)量是

 

．另外的重要應(yīng)用是實(shí)驗(yàn)室在用鋅與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣時(shí)，可向溶液中滴加少量硫酸銅溶液，其作用是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）①M(fèi)g、Al和稀硫酸構(gòu)成原電池，Mg易失電子作負(fù)極，Al作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②該裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以Mg、Al和NaOH溶液構(gòu)成原電池，Al易失電子而作負(fù)極、Mg作正極，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以燈泡亮；
（2）根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu易失電子作負(fù)極、石墨作正極，電解質(zhì)為可溶性的鐵鹽，負(fù)極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算，作原電池負(fù)極的金屬加速被腐蝕．

解答： 解：（1）①該裝置為原電池，Mg易失電子作負(fù)極、Al作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e-=H₂↑；
②該裝置中，鋁能和氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，該裝置符合原電池構(gòu)成條件，所以Mg、Al和NaOH溶液構(gòu)成原電池，則燈泡亮；
Al易失電子作負(fù)極、Mg作正極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-，
故答案為：亮；Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄]^-；
（2）根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)，所以Cu作負(fù)極、石墨作正極，電解質(zhì)為可溶性的鐵鹽，負(fù)極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu²⁺，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
根據(jù)Cu-2e-=Cu²⁺知，導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1.5mol，則溶解m（Cu）=

1.5mol

2

×64g/mol=48g，
Zn和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和硫酸構(gòu)成原電池，Zn易失電子作負(fù)極、Cu作正極，從而加速Zn的腐蝕，
故答案為：Cu；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；48g；形成了Zn-Cu原電池，加快了化學(xué)反應(yīng)的速率．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理，明確原電池正負(fù)極的判斷方法是解本題關(guān)鍵，知道原電池設(shè)計(jì)方法，注意：不能根據(jù)金屬的活潑性強(qiáng)弱判斷正負(fù)極，要根據(jù)失電子難易程度判斷正負(fù)極，為易錯(cuò)點(diǎn)．